Praticadi Claudio Negro

Il trio solido - UcD180Terza parteIl menu di quest’ultima puntata prevede l’amplificatore più potente dei tretrattati, ovvero l’UcD180ST della olandese Hypex, e il suo alimentatore, iltutto condito con una prova d’ascolto comparativa.

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Il terzo finale che vi proponiamo (Figura01) appartiene alla famiglia degli amplifica-tori a commutazione (anche nota comePWM, classe D, classe T e digitale, aseconda dell’implementazione), topologiarelativamente recente, visto che già la siusava nel secondo dopoguerra, e più chealtro conosciuta per l’alta efficienza di cui ècapace. L’ingresso della classe D nelmondo dell’audio risale alla fine del 1964con il kit X-10 della Sinclair Radionics, pro-getto che comunque presentava qualcheproblema di gioventù e una potenza noncerto da primato.Nove anni dopo, sia la Bose che la InfinitySystems (si, proprio la stessa Infinity orafacente parte del gruppo Harman) annun-ciano la volontà di esibire un amplificatorea commutazione durante la mostra delCES che si sarebbe tenuta a Chicago nelgennaio del 1974: delle due solo la Infinitymantenne la promessa, pur con qualcheaffanno. Infatti, John Ulrick (co-fondatore eco-progettista, insieme a Arnie Nudell, del

marchio americano) racconta che il prototi-po iniziò a funzionare solo la sera primadell’inaugurazione del CES, e con il displayspento, visto che introduceva dei ticchettiinel suono; fatto sta che l’apparecchio entròfisicamente nella sala Infinity solo un’oraprima dall’apertura dei cancelli della fiera,ma riuscì a suonare senza problemi pertutti e quattro i giorni della manifestazione.Subito dopo il CES, la Infinity lo iniziò aprodurre e vendere con il nome di SWAMPI: era nato il primo amplificatore audiocommerciale operante in classe D, ed eracapace di erogare 250 Watt (Figura 02).Ulrick lasciò la Infinity nel 1979, ma conti-nua ad operare nel mondo Hi-Fi come pre-sidente e capo ingegnere della Spectron,produttore a stelle e strisce di amplificatoriaudio digitali.Nonostante dal 1974 ad oggi di anni nesiano passati tanti, gli amplificatori a com-mutazione non hanno mai riscosso grandiconsensi da parte degli audiofili (tralascia-mo il caso T-Amp del quale, chissà perchè,

non se ne parla più), principalmente peralcune limitazioni di risposta in frequenza.Difatti, al variare del carico la risposta tipi-ca di un amplificatore a commutazione pre-senta enfasi o tagli alle alte frequenze,tanto che il loro uso è stato relegato princi-palmente ai sub woofer attivi e al mondoprofessionale, dove le dimensioni contenu-te, le basse perdite e le ridotte richieste didissipazione tipiche di questa topologia,sono come una manna caduta dal cielo.Tuttavia la grande rivoluzione, a nostroavviso, avvenne quando i nord europeidella Philips e della Bang & Olufsen deci-sero di scendere in campo.Nel 2000 Frederiksen, Bengtsson eNielsen della B&O presentarono, alla 109aConvention della AES (Audio EngineeringSociety), un preprint nel quale descrisseroun nuovo amplificatore PWM capace dipotenze che vanno dai 250 ai 1000 Watt:era nato l’ICEpower. Sebbene, parlando diAES, un preprint non abbia la stessavalenza di un articolo pubblicato sul AESJournal, il circuito dei danesi era innovato-re in quanto dichiarava una risposta in fre-

quenza entro +/-0,2 dB da 20 a20.000 Hz quale che fosse il

carico, ovvero si erasuperato uno

d e i

Figura 01: L’amplificatore UcD180 realizzato

Pratica

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principali limiti degli amplificatori audio inclasse D. Con il 10% delle quote, KarstenNielsen fondò e si mise a capo della Bang& Olufsen ICEpower, rimanendo il restantedelle quote azionarie di proprietà dellaB&O; questo fino al 2008, quando la socie-tà maggioritaria riacquistò il completo con-trollo del marchio. Grande risonanza pub-blicitaria arriva dall’implementazione deimoduli ICEpower negli amplificatori di mar-che ben conosciute nel mondo hi-end, trale quali troviamo Jeff Rowland, Rotel, BelCanto, Martin Logan, Red Dragon ePioneer. Purtroppo non è possibile acqui-stare i moduli ICEpower come utente fina-le, precludendo così il loro possibile utiliz-zo nel nostro ambito, quello dell’autoco-struzione.In casa Philips, invece, un giovane inge-gnere di nome Bruno Putzeys dopo 8 mesidi ricerca si inventa il modulo amplificatoreUniversal class D (UcD), modulo capace digrandi prestazioni e innovativo sotto moltipunti di vista (per quanto molti vedanodiverse analogie con la strutturadell’ICEpower): il progettista risolve il pro-blema della risposta alle alte frequenze,diminuisce le emissioni RFI tipiche di tuttigli amplificatori a commutazione, e ottieneun amplificatore con una distorsione armo-nica totale indipendente dalla frequenza.Tutto questo accadeva verso la fine del2001, dopodichè il progetto UcD rimaseuno dei tanti brevetti non utilizzati nelmondo commerciale. Per fortuna nel 2003il proprietario della olandese HypexElectronics, Jan-Peter van Amerongen,durante una visita in casa Philips incontròPutzeys, il quale gli mostrò il progetto UcD:subito dopo l’imprenditore firma un contrat-to di licenza per il suo utilizzo. Non passa-no due anni che Putzeys lascia la Philipsper assumere il ruolo di capo ingegneredella sezione di ricerca e sviluppo dellaHypex, posizione che gli permette unamaggiore autonomia. Il risultato è stato lamessa sul mercato di tre moduli amplifica-tori (UcD180, UcD400 e UcD700), oltre aduna linea dedicata di alimentatori, trasfor-matori, amplificatori per sub woofer efinanche un modulo di soft start. In praticala Hypex ha a catalogo tutto il necessarioper realizzare un amplificatore in classe D,e permette a chiunque, utente finale o pro-duttore che sia, di acquistare detto mate-riale. Tra i grandi marchi che impiegano imoduli UcD, troviamo gli inglesi dellaMeridian e gli statunitensi della ChannelIslands Audio, Genesis ed Exodus Audio. Da segnalare, per chi voglia approfondirel’argomento classe D, gli articoli apparsisulla rivista Suono n. 393-394 come ancheCHF n. 51-52-53-55-56-78-115.

UcD180STNon appena ricevuto il pacchetto che con-teneva i moduli della Hypex, lo abbiamoaperto con molta curiosità e siamo rimastia bocca aperta nel tenere fra le mani (omeglio dita, viste le dimensioni) quel qua-dratino di piastra da 6,5 cm di lato, abitua-ti come siamo a maneggiare amplificatoridi classe A, e AB. Se poi consideriamoanche la potenza di cui è capace e il pesodi soli 95 grammi, la nostra incredulità eraai massimi livelli. Il modello da noi utilizzato è quello stan-dard (ST), il primo che fu messo in com-mercio nel 2004; da allora si sono aggiun-te alcune alternative d’acquisto, come laserie AD e HG, che sono frutto di tweakingdi alcuni componenti. In particolare, ilmodello AD usa come buffer l’integratoAD8620 al posto del sempreverdeNE5532, mentre l’HG si spinge oltre: utiliz-za l’IC LM4562 (osannato da più parti), hala predisposizione per i due moduli regola-tori di voltaggio opzionali siglati HxR12,impiega condensatori audio grade e unaversione migliorata della bobina di filtro.Attualmente le versioni in produzione sonola ST e la HG, con la seconda che costa

quasi il doppio della prima: se le prestazio-ni sonore raddoppino non ci è dato a sape-re, ma nutriamo qualche dubbio in merito.In ogni caso, comprando l’UcD180ST èpossibile armarsi di saldatore e lente d’in-grandimento per fare qualche modifica,come cambiare l’integrato di buffer usandol’AD8620, per esempio. Se decidete di“tweakkare” l’IC di buffer verificate il suorange di alimentazione: nel casodell’AD8620 è necessario sostituire lozener di alimentazione con uno da 12 Volt.Per sapere la posizione sulla PCB di dettodiodo, basta mandare una e-mail allaHypex per ricevere tutte le delucidazionidel caso. Volendo si può bypassare l’ali-mentatore del buffer presentesull’UcD180ST (bisogna eliminare duetransistor) e utilizzare un’alimentazione piùperformante, tipo quella fornita dalla HGSupply che trovate sul catalogo Hypex. Virammentiamo che stiamo parlando di com-ponenti SMD, quindi siate consci della dif-ficoltà che incontrerete e del rischio di per-dere la garanzia sul prodotto.Altri componenti che possono essere rim-piazzati sono i condensatori di accoppia-mento, e qui il “modder” può sbizzarrirsi ad

Figura 02: Il primo amplificatore audio in classe D, l’Infinity Swamp I (1974).

Guadagno in tensione: 26 dBRisposta in frequenza (-3 dB): 10-50k HzImpedenza di ingresso: 100k ohmPotenza massima (8 ohm, 1% THD): 105 Watt RMSPotenza massima (4 ohm, 1% THD ): 180 Watt RMSFattore di smorzamento (1k Hz, 4 ohm): 200Fattore di smorzamento (20k Hz, 4 ohm): 26Rumore residuo non pesato: 90 dBVTHD (20-20k Hz, 90 Watt, 4 ohm): 0,1%THD (20-20k Hz, 75 Watt, 8 ohm): 0,02%Efficienza: >90%

DATI DICHIARATI PER L’UCD180ST

Tabella 01

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adoperare i modelli più esotici e costosiche il mercato offre: che ne valga la penao meno sta a voi deciderlo, noi abbiamolasciato tutto come mamma l’ha fatto.Ultima nota, e chiudiamo l’argomentomodifiche, è di non sostituire i condensato-ri C35 e C36 con altri a bassa ESR: scen-dere sotto il valore di 0,5 ohm di ESR signi-fica aumentare il ripple residuo a 2 MHz,visto che viene meno la funzione di snub-ber ottenuta sfruttando l’alta resistenzaserie equivalente dei condensatori inoggetto. Riprendiamo in mano il datasheetdell’UcD180ST e leggiamo i dati dichiaratidalla Hypex, ottenuti alimentando il modu-lo con +/- 45 Volt e utilizzando un carico di4 ohm, ove non diversamente specificato(Tabella 01).Parlando di Watt e affini, spesso ci chiedo-

no di quanta potenza si abbia realmentebisogno nei nostri ambienti di ascolto, evisto che ci siamo apriamo una breveparentesi per dipanare i dubbi di qualchelettore. Il segnale musicale, in quanto tale, non èstatico ovvero ha una sua dinamica, il chesignifica che un qualsiasi brano di musicaha un livello sonoro medio e uno di picco:la differenza tra i due si definisce fattore dicresta (Dynamic Headroom). Lo scompar-so Guido Noselli aveva quantificato questadifferenza (in uno dei suoi tanti lavori sca-ricabili dal sito della Outline) analizzandodiversi brani musicali, ottenendo un fattoredi cresta che variava tra 14,6 e 22,4 dB,per cui è lecito identificare un valoremediamente conservativo in 20 dB.Questo significa che, impostato un livellomedio di ascolto, il nostro amplificatore

dovrà essere capace di fornire la potenzanecessaria, senza distorcere, per coprirequesta dinamica di 20 dB. Le altre variabi-li che entrano in gioco, nel computo dellapotenza occorrente, sono il volume dellasala d’ascolto, facilmente desumibile conun metro, e la sensibilità del diffusoremisurata in camera anecoica ad un metrodi distanza applicando alla cassa una ten-sione di 2,83 Volt, come di solito si leggenelle specifiche fornite dal costruttore. Unavolta che abbiamo questi dati, armiamocidi calcolatrice scientifica, fogli in bianco epenne colorate… Tranquilli, stiamoscherzando: i calcoli sono molto più sem-plici di quanto paventato. Grazie all’ing.Renato Giussani possiamo scaricare, dalsuo sito, un piccolo programma che sichiama PotenzaWin, il quale si prendecura di fare per noi tutti i calcoli necessari:basta dirgli la sensibilità del nostro diffu-sore, il livello sonoro richiesto e il volumedella stanza, per ottenere di quanti Watt su8 ohm il nostro amplificatore dovrà dis-porre. Facciamo un esempio pratico, pre-supponendo che la nostra sala misuri metri6x4x2,8, da cui risulta un volume di 67,2metri cubi, e che dalle specifiche sappiamoche il nostro diffusore ha una sensibilità di89 dB (2,83V, 1m). Immessi questi dati nelprogramma, risulta che abbiamo bisogno,per sonorizzare il nostro ambiente senzacompressioni o distorsioni, di un amplifica-tore da 70 Watt per canale su 8 ohm. Piùsemplice di così…Chiusa questa parentesi, riprendiamo ildiscorso UcD180 e occupiamoci del suoalimentatore.

L’ALIMENTAZIONE DELL’UcD180Sebbene il catalogo Hypex presenti duemodelli di alimentatori già belli che pronti,abbiamo deciso di costruirne uno ad hoc,altrimenti la stazione saldante sarebberimasta spenta troppo a lungo per i nostrigusti. La scelta è caduta su una configu-razione pseudo dual-mono, ovvero trasfor-matore unico e raddrizzamento e filtraggiocapacitivo separati per i due canali, questocon lo scopo di aumentare la separazionestereo: il risultato dei nostri sforzi è quantomostra la Figura 03.Vediamo adesso quali sono le richieste peralimentare correttamente l’UcD180. Dallenote fornite dalla Hypex, sappiamo che ilnostro modulo abbisogna di una alimen-tazione duale entro il range da +/-30V a +/-50V DC (comunque esiste una protezioneon board quando si superano i 52V), esappiamo anche che la tensione consiglia-ta dalla casa olandese è di +/-45 Volt, chepoi è quella impiegata nelle specifiche ditarga, e alla quale ci atterremo. Per

Figura 03: Vista dell’alimentatore duale assemblato.

Figura 04: Primo piano dei condensatori anti-interferenze usati.

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Costruire Hi-Fi N. 11739

ottenere il voltaggio in continua richiesto,avremo bisogno di un trasformatore condue secondari da circa 33 Volt AC, data laformula Vout = Vac * 1,414 - 1,4 (la qualesi riferisce all’utilizzo di un raddrizzatore aponte di Graetz). Oltre a essere termicamente molto effi-ciente, rispetto agli amplificatori lineari, laclasse D è un po’ meno esigente in terminidi potenza del trasformatore, sicché quellosuggerito dalla casa olandese ha unapotenza di 160VA per canale. Se decidi-amo di utilizzare un unico trasformatoreper alimentare i due moduli, come nel nos-tro caso, avremo bisogno di almeno320VA. Spulciando il catalogo dellaNuvotem, incontriamo il modello siglato0500P1-2-030K: è un toroidale incapsulatoda 500VA, e la potenza extra che puòerogare ci fa comodo, visto che useremol’amplificatore con un carico di basso val-ore. Nella scelta del trasformatore abbi-amo preferito il tipo toroidale, piuttosto chequello classico a lamierini, per le sueridotte emissioni magnetiche, consideran-do le dimensioni esigue del contenitoreimpiegato (GX288 della HiFi 2000).Il ponte di raddrizzamento a onda interaè quello classico in contenitore plastico da400V/35A, surdimensionato rispetto allereali esigenze ma visto il basso costo diquesti componenti è inutile stare alesinare. In parallelo a ciascun diodo delponte troviamo un condensatore ceramicoX7R da 10 nanoF, la cui funzione è quella

di ridurre il rumore irradiato dai raddrizza-tori. Essi sono saldati direttamente sulponte, come visibile in Figura 04. Nonavendo impiegato diodi soft recovery(trattati nella seconda parte dell’articolo),per mitigare l’oscillazione causata dallacommutazione dei diodi abbiamo incluso,tra l’uscita del secondario del trasforma-tore e l’ingresso in alternata del ponte, uncondensatore in poliestere metallizzatoda 100 nanoF.I condensatori di filtraggio assumono

una certa importanza negli amplificatori acommutazione, non tanto per la quantitàcapacitiva quanto per la qualità degli stes-si: infatti l’alimentatore più costoso offertodalla Hypex monta i condensatori BHC slitfoil specifici per impiego audio, mentre nelmodello base usano i più terreni BCComponents 056. Noi abbiamo optato peri Panasonic serie T-HA, che hanno uningombro limitato in altezza, sono adinnesto e offrono buone caratteristiche diESR e durata nel tempo (ben 3.000 ore a

Figura 05: Schema elettrico dell’alimentatore duale.

Figura 06: La PCB dell’alimentatore. Dimensioni reali: 21 x 15 cm.

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105 gradi), prediligendo, sempre per undiscorso di longevità, il tipo da 63 Volt piut-tosto che quello da 50V. Ma di quantiFarad abbisogniamo? Bruno Putzeys con-siglia, per ogni modulo e ramo di alimen-tazione, da 4.700 a 20.000 microF a sec-onda dei casi; il progettista, inoltre, for-nisce una semplice regoletta per dimen-sionare correttamente la capacità neces-saria ad alimentare i moduli UcD: C = 0,5 *T / R, dove C è la capacità del conden-satore espressa in Farad; T è un fattoretemporale uguale a 0,1 (valore consigliatodall’ingegnere olandese); R è il carico cheandremo a collegare all’amplificatore.Assumendo di impiegare un diffusore conminimi d’impedenza che valgono 3,5 ohm,C = 0,5 * 0,1 / 3,5 = 14.285 microF, ossiadovremmo utilizzare due condensatori da15.000 microF (valore commerciale più

prossimo a quello calcolato) per canale; seinvece decidete di servirvi di un alimenta-tore unico per due moduli UcD180, lacapacità raddoppia rendendosi necessarioadoperare due condensatori da 30.000microF cadauno. Va da se che quando si fauso di valori così alti di capacità, magari incongiunto con un trasformatore da 500VAcome nel nostro caso, sia opportuno imple-mentare un circuito di soft start: ne abbi-amo ampiamente parlato sul numero 116di CHF, e quindi non ci ripetiamo.Lo schema dell’alimentatore e il suo cir-cuito stampato sono visibili nelle Figure 05e 06: notate la presenza di fusibili del tiporapido a protezione dei moduli. Lo stampa-to ha una forma tale da accorciare icablaggi di alimentazione, facendo largoimpiego di faston per una rapida e sicuraconnessione tra le parti; la posizione dei

condensatori di filtraggio è stata scelta persvolgere una forma di blanda schermaturaelettromagnetica nei confronti dei disturbigenerati dal ponte di diodi. La pista ramataè stata stagnata per aumentarne lasezione e di conseguenza migliorare ilpassaggio della corrente, non avendotrovato in commercio PCB con spessoredel rame di 70 micrometri. La lista dei componenti necessari allarealizzazione dell’amplificatore oggetto diquesto articolo, è contenuta nella Tabella02; come oramai vi abbiamo abituato, inessa trovate anche i codici prodotto dei tresoliti fornitori on line: Distrelec, Farnell eRS-Components.

COSTRUZIONE DELL’UcD180La disposizione dei componenti dell’ampli-ficatore UcD180, è simile a quella già vistasia nel My_Ref che nell’Evolution ovvero,partendo dal pannello anteriore del case,troviamo il trasformatore, seguito dallapiastra dell’alimentatore, per finire con lasezione amplificatrice. E sono proprio i duemoduli della Hypex i primi a essere avvitatialle pareti laterali del GX288, come potetevedere nella Figura 07, grazie alla predis-posizione presente sulla aletta a T blu. Èinderogabile servirsi di un qualche dissipa-tore con gli UcD: nel nostro caso abbiamosfruttato, come già fatto con gli altri duefinali presentati, la dissipazione offerta daipannelli in alluminio del contenitore, rile-vando, dopo diverse ore di ascolto a livellielevati, che i laterali risultavano freddi altatto. Le due viti esterne sono quasi invisi-bili, avendo approfittato della cava pre-sente sul laterale esterno (Figura 08).

RIFERIMENTO DESCRIZIONE FARNELL P/N RS-COMP. P/N DISTRELEC P/NP1, P2 Ponte di raddrizzamento GBPC3504W, 400V, 35A 1621707 395-4360 600681C1 Condensatore X2, 0,33 microF, 275V 441-9650 820745C2, C3 Condensatore X2, 10 nanoF, 275V 616-7698 820729C4, C11 Condensatore MMK, 100 nanoF, 400V, passo 15 192-203 821046C5 a C8, C12 a C15 Condensatore ceramico X7R, 10 nanoF, 100V 211-5081 831606C9, C10, C16, C17 Cond. Elettr. 15000 microF, 63V, snap in,

diam. 40 mm, P 22,5 mm 358-1883S1 Interruttore illuminato, DPST, 250V, 10A 1082460 468-5374T1 Trasformatore toroidale incapsulato

230/30+30 Vac, 500 VA 223-8904F1 Fusibile 2,5A, ritardato, 5x20 mm 1354610 265-1183 280099F2 a F5 Fusibile 4A, tipo Fast, 5x20 mm 1354576 480-1655 2810932 moduli Hypex UcD180 ST1 Presa IEC con Fusibile 145358 110251Faston maschio, per C.S., 6,3 mm 534-834 4502802 Prese XLR da pannello 1280792 156-2830 1111322 Neutrix Speakon 2 poli 3104400 25084511694 portafusibile per C.S., 5x20 mm 1162740 417-098 271136Cabinet Hi-Fi 2000 GX288 - http://www.hifi2000.it/

LISTA COMPONENTI PER LA REALIZZAZIONE DELL’AMPLIFICATORE UCD180

Tabella 02

Figura 07: Vista disposizione dei moduli all’interno del contenitore.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11741

La PCB di alimentazione è infilata nelledue cave laterali del contenitore, fino a bat-tere contro il pannello posteriore nero,come mostra la Figura 09; i punti diappoggio, oltre a quelli degli incavi, sonostati creati sfruttando i distanziali in plasti-ca impiegati nei due moduli e incollandonealtri due nell’area della semi luna (Figura10). Per bloccare la PCB abbiamo adoper-ato del silicone lungo le cave e una vitepassante sul pannello inferiore.Il trasformatore è bloccato, tramite unperno M8 con dado e rondella, a una baset-ta di bachelite spessa 3 mm previa interpo-sizione di alcune strisce di neoprene; labasetta viene infilata nelle solite cave later-ali del GX288 e ivi bloccata con del silicone.Sono stati fatti dei fori sulla basetta per per-mettere il passaggio dei cavi di alimen-tazione. La scatola nera che accoglie il cir-cuito di soft start (simile a quello impiegatonell’Evolution) è incollata alla bachelite e alpannello laterale. Il risultato finale lo poteteosservare nella Figura 11.Guardiamo i collegamenti: tutte le connes-sioni fanno uso di faston femmina isolaticon guaina termo-restringente; con-sigliamo di saldare oltre che crimpare detticonnettori. Sulla presa IEC con fusibile èincollato e saldato, tra fase e neutro, C1(vedi schema alimentatore) che ha la fun-zione di filtraggio delle RFI, mentre dal ter-minale di terra parte un cavo giallo-verdeche viene avvitato al telaio tramite la viteche blocca la presa IEC stessa (Figura12). Vi ricordiamo che l’alluminio anodizza-to non è conduttore elettrico, quindi raschi-atelo e/o adoperate una rondella dentata.Dai terminali di fase e neutro escono i filimarrone e azzurro, da 1,5 mmq conguaina, che arrivano all’interruttore bipo-lare presente sul pannello frontale. Il cavoinguainato è alloggiato in una cava delpannello laterale del GX288, come già ciavete visto fare in passato. In parallelo aiterminali dell’interruttore sono saldati i con-densatori spegni arco C2-C3. Ai due rima-nenti terminali dello switch è collegato ilcavo bipolare che entra nel contenitore delsoft start, passando da sotto il trasforma-tore (Figura 10); dal soft start escono duefili che sono i cavi del primario del trasfor-matore. Tutti i cavi che portano la tensionedi rete sono stati avvolti con una guainatermo-restringente. I secondari del trasformatore sono attor-cigliati tra loro, e si infilano nei faston mas-chio della PCB di alimentazione come visi-

Figura 08: Primo piano dei perni usati per bloccare i moduli.

A destra, al centro: Figura 09: Vista disposi-zione moduli e alimentatore.A destra, in basso: Figura 10: Vista inferioredel contenitore.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11742

presenza di due cavi sottili (blu e nero), diun interruttore posto sul pannello posteri-ore, e di due pin header sul ground dellaPCB di alimentazione: vediamo la loro util-ità. Guardando lo schema dell’UcD180 diFigura 13, sul molex di segnale c’è un ter-minale denominato /ON, il quale viene col-legato alla terra dell’alimentatore tramiteuno switch. In pratica se detto terminalenon viene chiuso al ground di alimen-tazione, dal modulo della Hypex, benchéalimentato, non sentirete uscire suonoalcuno. Avete, quindi, due possibilità:sfruttare questa prerogativa del modulo eavere un interruttore di muting che eliminaeventuali rumori di accen-sione/spegnimento (come abbiamo fattonoi), oppure ponticellare il pin /ON al fas-ton SUPPLY GROUND. A voi la scelta.La disposizione sul pannello posterioredelle varie prese è quanto visibile nellaFigura 15.

MISURAZIONI DELL’UcD180Armati di Clio 6, Arta 1.3 e Picotech 212/3abbiamo iniziato a misurare la nostranuova creatura dopo un riscaldamento diquindici minuti. Analizziamo insieme i risul-tati ottenuti.La tensione di alimentazione dei moduli èdi +/- 44 VDC, in sintonia con quanto pre-visto. Per misurare l’offset in corrente con-tinua abbiamo terminato gli ingressi conuna resistenza da 620 ohm, rilevando val-ori di 3,4 mV sul canale destro e 3,6 mV sulsinistro, numeri dentro le specifiche. A1.000 Hz abbiamo misurato sia l’impeden-za d’ingresso, registrando 94.500 ohm,che quella di uscita, la quale è risultatauguale a 0,03 ohm su di un carico di 8,4ohm (che corrisponde ad un fattore dismorzamento di 280).Ed eccoci giunti alla misura più critica, par-lando di classe D, quella della risposta infrequenza: riuscirà il nostro UcD180 adessere realmente insensibile al carico? Larisposta la vedete nel Grafico 01, che cimostra una deviazione limitata entro 1,1dB da 10 a 30k Hz con un carico di 4 ohm(curva blu); aumentando il carico a 8 ohm(curva rossa) si ottiene una copia dellarisposta vista, con una differenza tra le duedi soli 0,1 dB a 30k Hz.Il rumore residuo dell’UcD180 (Grafico 02)è abbastanza basso, attestandosi al disotto dei -100 dBV: la risonanza a 50 Hz ele sue armoniche sono artefatti della cate-na di misurazione. Di primo acchito, abbia-mo avuto qualche perplessità guardando iGrafici 03 e 04, che rappresentano larisposta all’onda quadra su carico di 7 ohma 100 e 1.000 Hz rispettivamente: sebbenedi andamento corretto, alle estremità della

Figura 11: Vista interna dell’amplificatore completato.

Figura 12: Vista dei cablaggi.

bile nelle precedenti figure: nel nostrotrasformatore i cavi del secondario di colorgiallo e nero sono le masse, mentre quellirosso ed arancione sono le tensioni.La PCB di alimentazione è stata disegnatain modo tale che i faston maschi delle ten-sioni in continua siano allineati a quelli dialimentazione dei moduli UcD, cosicché ilcollegamento tra i due si riduce a pochicentimetri di cavo: noi abbiamo utilizzatodel filo di rame saldato a due faston femmi-na, come potete osservare nella Figura12. Prima di eseguire i collegamenti di ali-mentazione è opportuno verificare che l’al-imentatore funzioni a dovere, per non

rischiare di bruciare i moduli. Lo schemadelle connessioni dell’UcD180 è quantomostra la Figura 13. Passiamo al cablaggio di segnale: abbi-amo fatto uso degli speakon come termi-nali di uscita, mentre per quelli di ingressola scelta è caduta sugli XLR, dato che ilmodulo in oggetto ha l’ingresso bilanciato;come al solito i terminali sono isolati dalcontenitore. Se avete bisogno di un col-legamento sbilanciato, la miglioresoluzione è quella di costruirvi un cavoadattatore, seguendo le direttive chetrovate nella Figura 14.Sicuramente avrete notato nelle foto la

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quadra si nota una sinusoide ben evidente.In realtà siamo in presenza di un tono, resi-duo del segnale di commutazione dellostadio di uscita, la cui frequenza, misuratasenza segnale in ingresso, è di circa 400kHz ma varia in funzione dell’ampiezza delsegnale applicato. Da uno scambio di e-mail con lo stesso Putzeys, viene fuori cheil modulo UcD è un amplificatore auto-oscillante, cioè la frequenza di commuta-zione non è determinata da un oscillatoreseparato, ma è generata dal circuito dicontrol loop stesso. Il risultato di tutto que-sto è una frequenza di commutazionevariabile: aumentando l’ampiezza delsegnale in ingresso diminuisce la frequen-za di switching, la quale diventa DC(assenza di commutazione) quando l’am-plificatore raggiunge il clipping. Chi fosseinteressato ad approfondire l’argomento,consigliamo la lettura del paper 6453 pre-sentato alla 118a Convention della AES.

Figura 14: Cavo adattatore da sbilanciato a bilanciato.

Figura 15: Vista del pannello posteriore.

Figura 13: Schema dei collegamenti del modulo UcD180.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11744

Osserviamo ora il comportamento inpotenza: il Grafico 05 ci mostra la sinusoi-de a 1k Hz prima del clipping, con un cari-co di 7 ohm: ai 27,9 Vrms misurati corri-sponde una potenza di 111 Watt.Cambiando il carico con uno di 3,6 ohm(Grafico 06) riusciamo a ottenere 23,1Vrms, ovvero 148W: notate che la sinusoi-de denuncia un leggero rumore, il qualescompare diminuendo la potenza in uscita. L’ultima misura che vi presentiamo è quel-la dell’analisi spettrale di un tono di 1.000Hz, visibile nel Grafico 07, ottenuta su 7ohm e con 90 Watt in uscita dall’amplifica-

tore: notate l’assenza di distorsione diseconda armonica, mentre terza, quarta equinta sono presenti in piccola misura. LaTHD risultante è dello 0,02 %.Mettiamo ora da parte gli strumenti dimisura, spegniamo il saldatore e rilassia-moci su una comoda poltrona con un bic-chiere di vino Primitivo in mano: è arrivatoil momento di far suonare il trio solido!

COMPARATIVA DI ASCOLTOL’amico Valerio Russo, compagno diavventura nel progetto del trio solido, èstato mio ospite per diversi giorni al fine di

valutare acusticamente i tre amplificatoriappena nati dalle nostre mani. Sono statigiorni ricchi di scambi di idee, di chiacchie-rate spensierate e, ovviamente, di tantamusica. In totale i candidati sono statiascoltati per circa tre mesi, e con varie“orecchie buone” che conosco da moltotempo e che reputo affidabili nei giudizi (ungrazie ai miei concittadini Paolo e Valerio).L’impianto è composto dal condizionatoredi rete PS Audio Ultimate Outlet, CD playerTeac CDP3500, piatto Marantz 6100 contestina Stanton 881S, preamplificatoreHegeman Hapi 2, cavi di segnale StraightWire Maestro II, cavi di potenza StraightWire Encore II, amplificatori My_Ref rev. A,Evolution full e UcD180. I diffusori utilizza-ti sono un due vie accordato in reflex auto-costruito con componenti Coral e Sipe, e ilmodello one_08_3 della Sound&Design,un tre vie da stand originale sia nell’esteti-ca che nel progetto. Dietro questo nuovomarchio italiano troviamo un nome già notoai lettori di vecchia data di Costruire HIFI,ovvero l’ing. Valerio Maglietta, con il qualeho avuto modo di colloquiare a lungodurante la presentazione, in grande stile,dei due modelli di diffusori attualmente acatalogo. Il software musicale che abbia-mo impiegato in questa comparativa èelencato nella Tabella 03.Per inaugurare gli ascolti e prendere confi-denza con i tre finali, poniamo nel lettoreun CD della veterana Pat Benatar, artistanon molto conosciuta nel nostro paesenonostante abbia vinto ben 4 GrammyAwards consecutivamente, tanto per citarealcuni dei premi conseguiti.Dichiaratamente rockettara, la cantantenewyorchese si è saputa, negli anni, evol-vere musicalmente senza dover uscire conlavori ripetitivi, e questo True Love ne èuna riprova: sembra di essere in un localedegli anni ’40 ad ascoltare le grandi orche-stre suonare brani classici dell’epoca, coa-diuvati dalla voce di Pat. Accendiamol’UcD180, e subito ci si sente a proprioagio, avvolti dalla musica e senza nessunsenso di fatica. Passando al My_Ref lecose migliorano, nel senso che percepia-mo un maggior calore, cosa senza dubbiomolto gradita quando si ascolta del bluescome in questo caso; l’Evolution, invece,all’inizio ci lascia interdetti e abbiamo biso-gno di un periodo di adattamento. Sia chia-ro che il problema siamo noi più che l’Evo,il quale fornisce un numero enorme diinformazioni, al quale non siamo abituati:da ciò scaturisce quella prima sensazionedi diversità.Proseguiamo gli ascolti con Joe Satriani ela sua Down, Down, Down, brano di gran-dissima intensità emotiva, dove la Ibanez

Grafico 01: Risposta in frequenza: 2,83 Vrms, carico di 4 ohm (curva blu) e di 8 ohm (curva rossa).

Grafico 02: Livello di rumore, ingresso terminato su 620 ohm.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11745

di “Satch” sembra quasi piangere: ilMy_Ref ci ha fatto venire la pelle d’oca, enon stiamo scherzando! L’Evolution evi-denziava ogni minima sfumatura, con unmaggior dettaglio sui piatti e un palco piùlargo con conseguente allargamento delladistanza tra i vari strumenti; tuttavia questamaggior separazione faceva perdere unpo’ l’amalgama del gruppo. L’UcD180 sipone quasi a pari merito con il My_Ref,perdendo un pelino nelle alte frequenze,troppo in evidenza. Continuiamo con unaltro grande chitarrista, uno che la storiadel rock l’ha scritta: Ted Nugent. Ricordocome fosse ieri di un suo concerto svoltosia Baltimora e al quale assistetti diversianni addietro: “The Nuge” si presentò sulpalco vestito alla Tarzan, e tenendosi a unacorda volteggiava da un lato all’altro delpalco arrampicandosi alle torri di diffusori,incurante del pericolo di cadere da quellealtezze. La canzone scelta fa parte delprimo album solista dopo la bellissimaavventura con i Damn Yankees (i duedischi di questa band ve li consigliamo apieni voti), ed è una canzone scritta inomaggio a un vecchio amico-istruttore dicaccia di Ted, e come tale è una piccolaperla piena di forza e introspezione: si inti-tola Fred Bear. I tre amplificatori suonanoalla grande, rendendo benissimo il suonodella Gibson Byrdlands nel lungo solo del-l’artista di Detroit; è incredibile come sisenta realistico il palm muting conl’Evolution, ma sono minime le differenzefra i tre candidati. La disposizione sul palcodella band è corretta in tutti e tre i casi. Pergli amanti di “Motorcity Madman” a novem-bre dovrebbe uscire il primo lavoro deiDamnocracy, gruppo nato dal reality showdi VH1; la band è formata da SebastianBach (Skid Row), Jason Bohnam (foglio diJohn, Ufo, Foreigner), Scott Ian (Anthrax),Evan Seinfeld (Biohazard) e ovviamenteTed Nugent: i primi demo che abbiamoascoltato sono molto belli.Cambiamo genere e concentriamoci sullevoci, introducendo nel lettore CD il gospeldi Livingston Taylor, fratello del più famosoJames: tutti e tre gli amplificatori restitui-scono perfettamente la voce del solista edei tre coristi, che sembrano quasi prende-re forma davanti a noi. L’unica differenza lapercepiamo nell’altezza dello schioccodelle dita, che nell’Evo risulta più altarispetto al My_Ref e all’UcD180, senza chela cosa, tuttavia, sia un qualche indice dimiglioria. Continuiamo con le voci maschilie ascoltiamo l’ex cantante dei mitici LedZeppelin, in un brano estratto da un albumquasi tutto di cover splendidamente inter-pretate da Plant. Chiudiamo gli occhi e cilasciamo trasportare dall’apocalittica

Morning Dew, con la voce del cantanteinglese che sembra sospirare davanti almicrofono in un crescendo di rara bellezza,aiutato dalle sonorità indiane prima e rockin seguito, mentre l’orchestra e la sezioneritmica fanno da collante. Di grande impat-to l’ascolto sia con il My_Ref che conl’UcD180, tutto sembra in ottima forma edisposizione, anche da un punto di vista diricchezza armonica e naturalezza timbrica;con l’Evolution si riesce a ottenere qualchedettaglio in più, pur tuttavia a scapito diuna voce un pelino più asciutta: la sensa-zione che ne risulta è di perdere un qualco-sa nell’atmosfera che si era creata utiliz-zando gli altri due finali. Una sensazionesimile l’abbiamo percepita anche ascoltan-

do i Litfiba ne Il Volo, canzone scritta perricordare la morte di Ringo de Palma, giàbatterista del gruppo fiorentino: è un branoprofondo, dove la voce di Pelù sfoggiatutte le sue doti, ben accompagnato dallachitarra di Renzulli nei cambi di tonalità edi ritmo. Spostiamoci sulle voci femminili, e ponia-mo nel giradischi il disco d’esordio di PattiSmith con il brano che si intitola Gloria (ria-dattamento dell’originale di Van Morrison).Il solo piano apre la canzone, subito segui-to dalla voce della poetessa del rock epoco alla volta dagli altri strumenti, in uncrescendo che ti prende come poche musi-che riescono a fare. L’artista di Chicago cimette l’anima in questa canzone, e i tre

Grafico 03: Risposta all’onda quadra: 100 Hz, 2,5Vpp, carico di 7 ohm.

Grafico 04: Risposta all’onda quadra: 1.000 Hz, 2,5Vpp, carico di 7 ohm.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11746

“concorrenti” lo riescono a trasmettere inmaniera impeccabile: non riusciamo a tro-vare differenze tali da farci preferire unamplificatore rispetto ad un altro, è un parimerito inequivocabile. Proseguiamo alfemminile con Sara K. e Ana Caram. Conla prima cantante notiamo un leggero arre-tramento della scena sonora sia usando ilMy_Ref che l’Evo, mentre nel brano del-l’artista brasiliana è incredibile comel’Evolution riesca a restituire tutti i dettaglidei numerosi suoni presenti, con la voceche si materializza davanti a noi. Badatebene che non stiamo dicendo che My_Refe UcD180 suonino male Correnteza, masolo che in questa musica non arrivano afornire tutte quelle microinformazioni, spe-

cialmente in apertura di brano, come ci rie-sce l’Evolution.Un disco dal vivo è sempre un elemento divalutazione importante, a nostro avviso, eper l’occasione abbiamo ripreso il vinile delfamoso concerto giapponese dei CheapTrick. Ebbi la fortuna di conoscere questogruppo americano quando, ancora quattor-dicenne, mi recai insieme a mio fratello perassistere al concerto di una delle mie bandpreferite, i Blue Oyster Cult, dove i gruppispalla erano i British Lions e i Cheap Trick.Sebbene ammaliati dalla show (con tantodi giochi di luce laser, una novità per l’epo-ca) dei BOC, la musica e il carisma delgruppo dell’Illinois ci aveva acchiappato,tanto che il giorno seguente eravamo in

giro per negozi di dischi a comprare i loroprimi tre album. Need Your Love è unpezzo rock-blues con la parte ritmica bencadenzata e sempre in evidenza, la chitar-ra di Nielsen in primo piano a rifinire ilsuono, e la voce di Zander a trasmettetutto il sentimento di amore-odio presentenel testo della canzone; pian pianino lamusica accelera e lascia spazio a un solotrascinante che ci accompagna fino al ter-mine della canzone. I tre amplificatorihanno suonato in maniera simile questobrano, con l’UcD180 che mostrava unamaggior profondità della scena e con legrida delle giovani fans giapponesi più inevidenza, mentre My_Ref ed Evo rendeva-no stupendamente il basso a otto corde diPetterson e l’assolo con la HamerExplorer: quasi ci è sembrato di sentireRick lanciare i plettri al termine della can-zone (l’averla vissuta in prima persona,una tale scena, penso abbia inciso nonpoco a influenzarmi). Vi consigliamo diacquistare il recentissimo DVD video, checontiene anche tre CD audio, del concertogiapponese svoltosi nel 1978 dei CheapTrick.Soffermiamoci ora a scrutare il comporta-mento dei tre amplificatori alle prese conl’orchestra, per la qual cosa chiediamoaiuto allo Schiaccianoci di Tchaikowskydiretto da Valery Gergiev, opera moltoamata da Valerio. Spostate le casse inavanti per recuperare una maggiore pro-fondità della scena, in tutti e tre i casisiamo capaci di “vedere” l’orchestra suo-nare, con la disposizione degli strumentiben delineata sia in larghezza che profon-dità. Scendendo più nel particolare, nelcelebre ed emozionale passaggiodell’Intrada in cui sono coinvolti i fiati, ilMy_Ref riesce a far sentire su alcune notedella tromba, in alto a destra, un che di“carnale”, le risonanze “dolci” dell’ottoneinsieme al caratteristico squillo acuto, maiarrotondato: in definitiva un maggior detta-glio in gamma alta; l’Evolution mostra unascena più larga ma un pelo meno profon-da, tuttavia è una spanna sopra gli altrinella collocazione degli strumenti, con ipiani sonori ben separati; parimenti, forte èla sensazione di contrasto, dettaglio evelocità. L’UcD180 perde in larghezzarispetto all’EVO ma guadagna in profondi-tà, amalgamando un pochino i componentidell’orchestra che perdono, nei confronti dientrambi i finali italici, in focalizzazione. Bene, siamo quasi giunti al termine di que-sta lunga chiacchierata musicale che con-cludiamo riassumendo le caratteristichesonore, da noi riscontrate, di questi tregrandi amplificatori.My_Ref rev A: nei confronti del fratello

Grafico 05: Risposta sinusoidale prima del clipping: 1.000 Hz, 80,9Vpp, carico di 7 ohm.

Grafico 06: Risposta sinusoidale prima del clipping: 1.000 Hz, 66,7Vpp, carico di 3,6 ohm.

Pratica

Costruire Hi-Fi N. 11747

maggiore Evolution conserva un certofamily feeling, mettendo in evidenza quelloche nell’Evolution viene alla luce in modonetto: il controllo e il contrasto.Timbricamente è perfetto, assolutamentebilanciato, neutro ma anche più godibiledell’Evo, rispetto al quale, tuttavia, non hala larghezza di scena né la precisione nelcollocare gli strumenti. Ripropone unsuono timbricamente più morbido ma dina-mico nel giusto rapporto.Evolution full: suona diverso da qualsiasialtra cosa che abbiamo mai sentito, con uncontrollo assoluto sulle membrane, partico-larmente in gamma media e alta; fortemen-te contrastato, con gli strumenti focalizzatie ottimamente separati e risoluti; scenalarga e capacità di restituire anche i più finidettagli del brano musicale; i tempi di salitae discesa sulle percussioni, anche a fonda-mentale bassa, sono eccezionali. Rovesciodella medaglia: può essere affaticante (latimbrica però c’entra poco perché è sostan-zialmente sana), con le alte un poco “sec-che”, sottoprodotto del controllo assoluto; isuoni maggiormente riverberati, che ingenere provengono dal fondo della scena,si “fermano” più velocemente del solito equesto potrebbe essere alla base di unoschiacciamento della profondità. Tuttavia i piani sonori sono ben distinti: sela batteria è dietro, è dietro, non vieneavanti, non si amalgama, rimane focalizza-ta al suo posto. Ricordiamo che il dampingfactor dell’Evo full vale 350 su tutta lagamma audio, ed è proprio questo parame-tro (o la particolarissima modalità con laquale esso viene ottenuto) che generaquella sensazione di messa a fuoco e con-trollo di cui parlavamo prima; per contro ilMy_Ref e l’UcD, come molti altri amplifica-tori commerciali di razza, hanno un DFcalante in frequenza, che da un lato porta aun minor controllo e perdita di fuoco sullealte, dall’altro permette un guadagno in pro-fondità e un ammorbidimento delle fre-quenze altissime, cosa sempre graditadalla maggioranza degli audiofili.Sicuramente la versione base dell’Evo siporrebbe come una via di mezzo tra i dueestremi, avendo un DF simile al My_Ref macostante in tutta la banda audio.UcD180: è stata una sorpresa positiva, nonaspettandoci che questi “affarini digitali”potessero suonare così. Non ha il controlloné dell’Evo né del My_Ref (che comunquesono una eccezione in questo senso), mariesce ad avere una dinamica migliore,sicuramente anche per via della maggiorepotenza di cui dispone. Questo aggiungeun poco più di punch, un suono più ritmico,con il risultato di un coinvolgimento piùintenso con i generi pop, rock. E’ però affa-

ticante: c’è qualcosa in gamma medio-alta,una perdita di grana, o forse solo una tim-brica più chiara e non neutra come neglialtri due amplificatori. La scena è profonda,più dell’Evolution e del My_Ref, non largacome l’Evo ma comunque ben estesa; lamaggiore differenza la si nota nella focaliz-zazione, che risulta peggiore, con gli stru-menti che escono più amalgamati, anchese questo su certi dischi (quelli pasticciati almixer) può essere un pregio; belle le armo-niche dei piatti, un po’ in evidenza ma menofrenate rispetto all’Evolution.

CONCLUSIONISiamo giunti alla fine dell’articolo “il trio soli-do”, dove abbiamo proposto tre amplificato-ri con topologie particolari, potenze chesoddisfano la maggior parte dei casi e costi

alla portata di tutti. E parlando di prezzi, laversione dell’UcD180 presentata ci è costa-ta circa 340 euro: quasi una via di mezzotra la spesa sostenuta per il My_Ref el’Evolution full.All’interno delle tre puntate sono stati tratta-ti argomenti interessanti che prescindonodal volersi costruire o meno uno degli appa-recchi realizzati: stiamo riferendoci al fatto-re di smorzamento, alla metodologia dimisurazione denominata reverse driven, aldiodo soft recovery, al circuito di soft start,alla classe D. Altra novità per i lettori diCHF è stata la comparativa di ascolto fra itre amplificatori, dove la musica ha preso ilposto di grafici e oscilloscopio. Rimaniamoa vostra disposizione per eventuali quesiti,per i quali potete scrivere al seguente indi-rizzo email: cnegro@costruirehifi.net.

Grafico 07: Risposta spettrale con tono a 1.000 Hz: 25 Vrms, carico di 7 ohm.

Pat Benatar: True love, Chrysalis CCD1805. Brano 6Jeff Buckley: Grace, Columbia Sony 475928. Brano 2, 5, 10Cheap Trick: At Budokan, LP Epic records. Brano 5Chesky Records: The ultimate demonstration disc, UD951. Brano 5, 7, 9, 11, 15, 17, 27, 29Litfiba: El diablo, Warner CGD 9031. Brano 3Yngwie Malmsteen: Concerto suite for electric guitar and orchestra in E flat minor OP.1,

Dream Catcher RIDE 16C. Brano 4Massive Attack: Mezzanine, Virgin 45599. Brano 1,3 Ted Nugent: Spirit of the wild, Atlantic 82611-2. Brano 6Robert Plant: Dreamland, Mercury 586962-2. Brano 2Joe Satriani: Joe Satriani, Sony 481102-2. Brano 3 Sister of mercy: Vision thing, Merciful Release-East West. Brano 7Patti Smith: Horses, LP Arista records. Brano 1Starz: Coliseum rock, LP. Brano 8Tchaikovsky: The Nutcracker, direttore Valery Gergiev, Philips 462114.

Brano 1, 8, 19, 20, 24

SOFTWARE MUSICALE

Tabella 03: Lista del software musicale utilizzato nella comparativa d’ascolto.